DE2322616A1 - Verfahren zur herstellung einer fluessigkristall-vorrichtung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer fluessigkristall-vorrichtung

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Description

PAFENTm-I1JWALTE
DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS DR.-ING. HANS LEYH
München 71, Melchiorstr. 42
Unser Zeichen: MO73P —1004
MOTOROLA, INC. 9401 West Grand Avenue Franklin Park, Illinois V.St.A.
Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Vorrichtung.
Flüssigkristall-Vorrichtungen sind gewöhnlich mit einem Paar im Abstand angeordneter isolierender Platten, z.B. aus Glas oder dergleichen versehen, auf denen Elektroden angebracht sind. Zwischen den Platten befindet sich ein dünner Flüssigkristall-Film. Beim Anlegen eines ausreichend hohen elektrischen Feldes an diese Einrichtung tritt eine Lichtstreuung auf, die eine Kontrastwirkung zur Folge hat, welche es ermöglicht, die aktivierten Bereiche sichtbar zu machen. Dieser Effekt entsteht durch die Wechselwirkung von Ionen (die unter dem Einfluß des elektrischen Feldes sich bewegen) mit den Flüssigkristall-Molekülen, die versuchen, sich in einer charakteristi-
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sehen Weise relativ zu dem Feld auszurichten. Dieses Verfahren ist als dynamisches Streuverfahren (dynamic scattering) bekannt. Andere Techniken, beispielsweise Polarisations-Methoden, sind ebenfalls bekannt.
Bei der Herstellung von Anzeigevorrichtungen der beschriebenen Art ist es wichtig, daß die Elektroden einen Abstand in der Größenordnung von OfO125 mn; haben und es muß zwischen den die Elektroden tragenden Platten längs deren Außenkanten eine Dichtung vorgesehen werden, um das Flüssigkristall-Material zwischen den Platten zu halten ohne es zu verunreinigen.
Gegenwärtig werden zu diesem Zweck die Ränder der Elektroden-Platten mit einem Epoxy-Harz oder dergleichen abgedichtet. Diese Methode bedingt jedoch, daß der Abstand zwischen den Platten und damit der Elektroden in irgendeiner Weise beibehalten wird. Häufig wird dies durch einen besonderen Arbeitsgang bewerkstelligt, indem eine der Platten geätzt wird, um eine Aussparung zu bilden oder indem vorgeformte Stücke eines geeigneten Materials, wie Z.B. Mylar als Distanzstücke an den Platten angebracht werden. Danach wird das Epoxy-Harz aufgebracht, das die Platten zusammenhält und abdichtet.
Offensichtlich ist diese Technik aufwendig, da mehrere Arbeitsstufen notwendig sind, um den Abstand einzustellen und die Elektroden platten dicht miteinander zu verbinden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Flüssigkristall-Vorriehtungen anzugeben, das die vorgenannten Nachteile vermeidet. Hierbei sollen in einfacher Weise gleichzeitig der Abstand der Elektroden-Platten genau eingestellt und eingehalten und die Platten abgedichtet, v/erden.
Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung wird dies erfin-
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dungsgemäß dadurch erreicht, daß auf einer ersten isolierenden Platte, die Elektroden trägt, eine Schicht aus einem photopolymeren Material in vorgegebener Dicke aufgebracht wird, daß ein Teil dieser Schicht entfernt wird, um eine Aussparung in der Schicht zu bilden, wodurch die Elektroden auf der Platte freigelegt werden, daß eine zweite isolierende Platte, die Elektroden trägt, auf die Oberfläche der photopolymeren Schicht aufgelegt und die Platten und die Schicht miteinander verbunden werden, um eine Abdichtung um die Aussparung zu bilden, daß eine öffnung in der polymeren Schicht ausgebildet wird, um einen Zugang zu der Aussparung zu schaffen, die durch diese Öffnung mit einer Flüssigkristall-Verbindung gefüllt wird, und daß die öffnung dann durch ein geeignetes Material geschlossen wird.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
Fig. 1 bis 5 perspektivisch Arbeitsstufen bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen.
Fig. 6 zeigt in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung vor dem Einfüllen der Flüssigkristall-Zusammensetzung und
Fig. 7 zeigt perspektivisch eine fertige Flüssigkristall-Vorrichtung nach der Erfindung.
In der Zeichnung sind in allen Figuren gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß Fig. 1 wird eine Platte 10 aus einem isolierenden Material, z.B. Glas oder dergleichen verwendet, die auf einer Fläche 12 eine Vielzahl von Elektroden 14 trägt. Die Elektroden.können auf der Fläche 12 in bekannter Weise z.B. durch Zerstäubung niederge-
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schlagen werden. Sie können aus Indiumoxyd oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die Elektroden sind auf der Fläche der Platte 10 in vorgegebener Weise angeordnet, z.B. in Form einer Anzahl von parallelen Streifen. Sie können jedoch auch, wenn gewünscht oder erforderlich, in anderer Weise angeordnet sein.
Auf der Fläche 12 der Platte 10 wird nun eine elektrisch isolierende Schicht 16 aus einem photopolymeren Material niedergeschlagen. Diese Materialien bestehen gewöhnlich aus einem Material der Polyestergruppe und einem Photosensibilisator. Ein BeispM. eines solchen photopolymeren Materials ist unter dem Namen Riston bekannt.
Die Schicht des photopolymeren Materials hat eine vorgegebene Dicke z.B. etwa 0.0125 mm. Diese Dicke ist erforderlich, um die Elektroden 14 auf der Platte 10 im richtigen Abstand von demjenigen einer weiteren, noch zu beschreibenden Platte zu halten. Das Aufbringen des photopolymeren Materials kann z.B. durch eine Laminier-Technik erfolgen.. Vorrichtungen zur Durchführung dieser Technik sind bekannt. Nach dem Aufbringen der photopolymeren Schicht auf der Oberfläche der Platte 10 werden diese und die polymere Schicht in einer Luft-Atmosphäre auf etwa 150°C erwärmt, um die Polymersation zu vollenden.
Nachdem die photopolymere Schicht auf der Fläche 12 der Platte angebracht ist, wird eine Maske 8 vorgegebener Form, z.B. im wesentlichen rechteckig, wie in Fig. 2 gezeigt, auf der photopolymeren Schicht angeordnet. Die lichtempfindliche photopolymere Schicht 16 wird dann durch eine über ihr angeordnete Lichtquelle 20 belichtet. Die in der Zeichnung dargestellte Schicht 16 ist vom "positiven" Typ, d.h. das Material, das vom Licht getroffen wird, härtet hierdurch aus, so daß es einer Entfernung durch eine Entwicklerlösung widersteht. Wäre das polymere Material "negativen"Typs,so würde der vom Licht getroffene Teil der Schicht
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in der Entwicklerlösung löslich und dadurch entfernbar.
Nachdem die Schicht 16 belichtet worden ist, wird die Maske 18 abgenommen und eine Entwicklerlösung, z.B. Butylacetat ayf die Schicht aufgebracht. Der Teil der Schicht 16, der nicht belichtet worden ist, ist in der Entwicklerlösung löslich und wird weggewaschen, wodurch eine Aussparung 22 gebildet wird, die von einem Rand 21 aus polymeren* Material umgeben ist, dessen Breite "w" in der Größenordnung von O,5 bis 1,5 mm liegt (Fig. 3). Bei der dargestellten Ausfuhrungsform ist in dem Rand 21 eine öffnung 24 vorgesehen,' die mit der Aussparung 22 in Verbindung steht. Nach dem Waschen mit der Entwicklerlösung wird die Schicht 16 in Xylol und/oder Wasser gespült, um alle Reste des Lösungsmittels zu entfernen.
Wie Fig. 3 zeigt, sind die Elektroden 14 durch die Aussparung 22 in der polymeren Schicht zugänglich.
Die öffnung 24 dient dazu, die Aussparung 22 mit einer Flüssigkristall-Zusammensetzung zu füllen, wie noch beschrieben wird. Wenn gewünscht, kann jedoch auf eine derartige öffnung 24 in der polymeren Schicht verzichtet v/erden und statt dessen in einer der Platten eine kleine Bohrung vorgesehen werden.
Nachdem die Aussparung 22 in der photopolymeren Schicht 16 hergestellt worden ist, wird eine zweite isolierende, Elektroden tragende Platte 26 auf die Schicht 16 aufgelegt, wobei die Elektroden 28 der Platte 26 (Fig. 7) auf der Schicht 16 bzw. auf dem Rand 21 aufliegen (Fig. 4). Die Elektroden auf der Platte 26 sind ebenfalls in vorgegebener Weise angeordnet, z.B. wie Fig. 7 zeigt, in einer Gruppe aus parallelen Streifen, die rechtv/inkelig zu den Elektroden 14 der Platte 10 verlaufen. Die beiden Platten 10 und 26 bilden zusammen mit der Schicht 16 einen geschichteten Körper 3O (Fig. 4).
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Nachdem die Platte 26 auf der Schicht 16 angeordnet worden ist, wird der Körper 30 unter Druck auf etwa 1500C erwärmt, um die Platte 26 mit dem polymeren Material zu verbinden. Das polymere Material wird erwärmt bis es fließfähig ist, wodurch es. die Ränder des geschichteten Körpers abdichtet.
Fig. 5 zeigt den Körper 30 während der Erwärmung zwischen einem Paar von Druckplatten 32 und 34, wobei der Druck beispielsweise auf die obere Platte 32 in Richtung des Pfeiles aufgebracht wird. Die Einrichtung nach fig. 5 ist jedoch nur als Beispiel anzusehen, es können auch andere geeignete Mittel zur Anwendung von Druck und Wärme verwendet v/erden, um die, die Elektroden tragenden Platten mit der photopolymeren Schicht zu verbinden.
Nachdem die Platten 10 und 26 genügend mit der polymeren Schicht 16 verbunden sind, ergibt sich der gewünschte Abstand d (Fig. 6) zwischen den beiden Platten und der geschichtete Körper ist an seinen Rändern abgedichtet, um ein Auslaufen des Flüssigkristall-Materials, das noch in die Aussparung 22 einzufüllen ist, zu verhindern.
Nunmehr wird das Flüssigkristall-Material in die Aussparung 22 durch die Öffnung 24 in der polymeren Schicht oder alternativ durch eine vorher in einer der Platten hergestellten Bohrung eingefüllt. Dies kann geschehen indem die Aussparung in einer geeigneten Kammer evakuiert wird, worauf das Flüssigkristall-Material durch Kapillarwirkung in die Aussparung 22 einfliessen kann
.Wenn die Aussparung 22 mit dem Flüssigkristall-Material1 gefüllt ist, wird die öffnung 2 4 z.B. mit Epoxy-Harz, einem Polyester-Material oder mit Hilfe von Ultraschall geschlossen und abgedichtet, womit die Flüssigkristall-Vorrichtung fertig ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist relativ einfach, aber sehr wirk-
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sam und gewährleistet, daß die Elektroden der fertigen Vorrichtlang richtig zueinander ausgerichtet sind und den vorgegebenen Abstand voneinander haben. Die Abdichtung der Vorrichtung an ihren Rändern ist durch Verbindung des polymeren Materials mit den die Elektroden tragenden Platten gewährleistet. Die Erfindung ermöglicht es somit, in einfacher Weise gleichzeitig den genauen Abstand zwischen den Elektroden einzuhalten und den Innenraum der Vorrichtung nach außen abzudichten.
Erreicht wird dies durch zwei isolierende, Elektroden tragende Platten, wobei auf der Fläche von einer der Platten, auf der die Elektroden angeordnet sind, eine Schicht aus einem photopolymeren Material mit einer Dicke von etwa 0,0125 mm niedergeschlagen wird. Auf die Schicht wird eine Maske aufgebracht und danach die Schicht belichtet, worauf ein vorgegebener Bereich des photopolymeren Materials durch ein geeignetes Lösungsmittel entfernt wird, um die Aussparung in der photopolymeren Schicht zu schaffen, durch die die Elektroden der Platte zugänglich sind. Die zweite mit Elektroden versehene Platte wird dann auf die restliche photopolymere Schicht aufgelegt und das ganze erwärmt, um die Vorrichtung an den Rändern abzudichten. Durch eine Öffnung wird das Flüssigkristall-Material in die Aussparung eingeführt, worauf die öffnung verschlossen wird.
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Claims (6)

  1. MO 73P-1004
    P-atentansprüche
    1 j Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristall-Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet / daß auf eine erste isolierende Platte (10) die Elektroden (14) trägt, eine Schicht (16) aus einem photopolymeren Material in vorgegebener Dicke aufgebracht wird, daß ein Teil der Schicht (16) entfernt wird, um eine Aussparung (22) in der Schicht zu bilden, Wobei die Elektroden (14) freigelegt werden, daß eine zweite isolierende Platte (26) die Elektroden (2 8) trägt, auf der Oberfläche der Schicht (16) angeordnet wird und die Platten (10, 26) und die Schicht (16) miteinander .verbunden werden, um eine Dichtung um die Aussparung (22) zu bilden, daß ferner eine öffnung (24) zur Verbindung mit der Aussparung (22) ausgebildet wird,-durch welche die Aussparung (22) mit einem Flüssigkristall-Material gefüllt wird und daß die öffnung (2 4) durch ein geeignetes Material dicht verschlossen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten und die photopolymere Schicht unter einem vorgegebenen Druck auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt werden, die ausreichen, um das photopolymere Material an den Rändern zum Fliessen zu bringen.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die photopolymere Schicht eine Maske aus einem undurchsichtigen Material aufgebracht wird, daß dann die photopolymere Schicht belichtet wird und daß ein Teil der photopolymeren Schicht zur Bildung der Aussparung entfernt wird.
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  4. 4. · Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß das photopolyraere Material auf der Oberfläche der Platte durch Laminieren aufgebracht wird und daß die Platte einschließlich der photopolymeren Schicht erwärmt wird, um die Polymerisation des photopolymeren Materials zu vollenden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gek enn ζ e i ch ■ net, daß der Teil der photopolymeren Schicht mit der Maske bedeckt wird, der entfernt werden soll, daß ferner der Teil der photopolymeren Schicht, der nicht entfernt werden soll, belichtet wird, um diesen durch die Maske nicht abgedeckten Teil der Schicht zu härten und daß dann ein Lösungsmittel auf die photopolymere Schicht aufgebracht wird, um den von der Maske abgedeckten und nicht gehärteten Teil der photopolymeren Schicht auszuwaschen.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Füllung der Aussparung mit dem Flüssigkristall-Mittel dia Aussparung evakuiert wird und das Flüssigkristall-Mittel durch Kapillarwirkung in die Aussparung eingebracht wird.
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    Leerseite
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